钢结构计算题(焊接)

1、1*、某节点钢板厚 12mm 用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值fk=250kn, 其中 20%为永久荷载， 80%为可变荷载,如下图所示。采用q235 钢, 手工焊，焊条为 e43 型，焊缝强度设计值为ftw=185n/mni，未用引弧板施焊。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样）拉力设计值f = gfgkqfqk=1?2 0.2 250 1.4 0.8 250=34ckn 该拉力为偏心力，与 x 轴的间距为偏心距e=100, 焊缝所受的弯矩为3 5 m 二fe=340 103 100 = 340 105n mm 焊缝的有效厚度为节点板厚t;

2、由于未用引弧板，焊缝有效长度为lw=42t 节点板和焊缝所受的力是轴向力 +弯矩，焊缝应力分布如下图所示。最大正应力(拉)为a丄止max a w tlw tlw/6 3 5 340 勺03丄340 勺05= - - 十 - 12 (400 -2 12) 12 (400 -2 12)2/6 = 75.4 120.2 =195.6 ftw=185n/mm2 焊缝强度不满足要求。fk端板端板 - x2*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值f=340kn, 。采用 q235 钢，手工焊，焊条为e43 型，焊脚厚度hf=10mm 焊缝强度设计值为f=l60n/mm2。试验算此焊缝强度是否满

3、足设计要求。端板一y - - *- xf解：偏心拉力与 x 轴的间距为偏心距e=100, 焊缝所受的弯矩为3 5 m =fe=340 10 100=340 10 n mm 焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7 hf；由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为lw=42hf。节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩，焊缝应力分布如下图所示。最大正应力（拉）为max f m 2 2 0.7hflw 2 0.7hflw/6 3 5 340勺0 丄340勺0 = - - 2 0.7 10 (400 -20) 2 0.7 10 (400 -20)2/6 =63.9 100.9 =164.8 ： ,1.22

4、160 =195.2n / mm2焊缝强度满足要求。3*、某节点钢板厚12mm 用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值c=200kn, t=400kn, 如下图所示。采用q235 钢，手工焊，焊条为e43 型，三级焊缝 ,焊缝强度设计值为： ftw=185n/mmi , f：=125n/m 后，未用引弧板施焊。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。解：轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下节点钢板所受的水平力（轴力）fx二 t -c cos60=400- 200/2 =300kn 节点钢板所受的弯矩m =fxe=300 10 100=3 10 n mm 节点钢板所受的竖向力（剪力）fy二c

5、sin60=100? 、3kn 焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。焊缝的有效厚度为节点板厚t;未用引弧板，焊缝有效长度为lw=b-2t 最大正应力=66.5 106.1 =172.6 ：=185n/mm2最大剪应力max =1.5 =1.5空=1.5 100 3 1057.5n/mm2： fvw =125n/mm2, 可a tlw 12 (400 -2 12) 最大剪应力处（焊缝中点）的正应力陷记=旦+ 0=66 5“/口口2a 焊缝中点的折算应力+3监拟=丿66.52 +3汉57.52 =119.8n / mm2 v1.1 ftw =203.5 n / mm2, 可最大正应力处

6、的剪应力为0, 故不需考虑其折算应力。焊缝强度满足要求。3300 10 73 10 f , m f , m w w i v ；-max - - 2 2a w tlw tlw/6 12 (400 2 12) 12 (400 2 12) /6 , 可fxf1il (14某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值c=200kn, t=400kn, 如 下图所示。采用 q235 钢，手工焊，焊条为e43 型，焊脚厚度hf =10mm 焊缝强 度设计值为ffw=16(n/mm。试验算焊缝强度是否满足设计要求。解：轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下节点钢板所受的水平力(轴力)fx二 t -c cos6

7、00=400-200/2 =300kn 节点钢板所受的弯矩 m =fxe=300 103100=3 107n mm 节点钢板所受的竖向力(剪力)fy二c sin60= 100 3kn 焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7hf；由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为 lw=b-2hf。最大正应力fx 丄m fx 丄m f max 2 a w 2 汇0.7hflw 2f.7hflw/6 3 7 300f0 丄3d0 剪应力f100v3032 0.7 10 (400 -20) = 32.6n / mm* 2+32.62=123.6mm2=160n

8、 / mm2 ,满足要求。fy _ fya 2 0.7hflw强度验算5*、某简支钢梁如下图左所示，受集中荷载设计值f=400kn, 跨度 l=10m, q235 钢，梁截面为焊接工字形如下图右所示。因梁的长度不够，用对接焊缝进行拼接，焊缝为手工焊，质量等级为三级，用引弧板施焊，腹板无切角，焊缝强度设计值ftw=185n/mm , f： =125n/mmf 。1） 试求焊缝截面处的弯矩设计值m 和剪力设计值 v2） 试求焊缝处腹板的最大弯曲正应力6ax、最大剪应力.max最小剪应力.min3）试验算腹板焊缝的强度是否满足设计要求解 1）焊缝承受得弯矩设计值和剪力设计值111 1 m f -1

9、fl 400 10=500kn m 2 4 8 8 1 v f 二 200kn 2 2）|300 (400 2 1 6)3 -(300 -10) 4003 = 4.689 1 08mm45 3 sx1 =16 300 (200 8) =9.984 10 mm sx = sx1 200 10 100 =1.198 106mm33) 折算应力广max 3 min = 213.32 3 42.5225.6n / mm2 1.1 ftw=203.5n / mm2，不可强度不满足要求ix m 200 -max _ i i x 500 106 200 4.689 108-213.3n / mm2 ftw

10、=185n / mm2max vsx i xtw 200 103 1.198 1068 4.698 10 10 =51 n / mm2： fvw = 125n / mm2min vsx1 i xtw 3 5 200 10 9.984 10 8 4.698 10 10 2 =42.5 n / mm 6*、某角钢牛腿,截面为1 140 90 10,短边外伸如下图所示，承受静力荷载f=120kn, 偏心距 e=30mm q235 钢。角钢长边用角焊缝焊于柱翼缘板，手工焊, e43 型焊条，角钢背施绕角回焊，连续施焊。焊缝强度设计值为ffw= 16(n/mm焊脚厚度 hf=8mm 试验算焊缝的强度是否满足设计要求。工字形柱解焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7hf；由于焊缝一端有绕脚焊，每条焊缝有效长度为 lw=b-hf。焊缝所受剪力为 f, 弯矩为 m=fe 应力分布如下图所示焊缝强度满足要求。最大弯曲正应力fax f e 120 103 30 2 110.7n /mm 1 2 1 2 工2工0.7x hflw -x1.4x 8工(1408)26 6 f 剪应力 ftkfw 120 1031.4 8 (140-8) = 81.2n/mm22 2